(57)【要約】【課題】生産性に優れたコイルの製造方法を提供する。【解決手段】巻線と、巻線の両端部にそれぞれ接続された端子６、端子６とを有する空芯コイル１を準備するコイル準備ステップと、空芯コイル１および金型２０と接触し、空芯コイル１の金型２０内における位置を固定する位置補正用コア１１を空芯コイル１に取り付ける取付ステップと、空芯コイル１を金型２０に固定するコイル固定ステップと、磁性樹脂材料２７を金型２０内に流入させ、空芯コイル１および位置補正用コア１１を一体として磁性樹脂材料２７中に埋設することにより完成品コイルを成形する成形ステップとを備えた。【選択図】  図７
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
巻線と、前記巻線の両端部にそれぞれ接続された端子とを有する空芯コイルを準備するコイル準備ステップと、
前記空芯コイルおよび金型と接触し、前記空芯コイルの前記金型内における位置を固定する固定部材を前記空芯コイルに取り付ける固定部材取付ステップと、
前記空芯コイルを前記金型に固定するコイル固定ステップと、
磁性樹脂材料を前記金型内に流入させ、前記空芯コイルおよび前記固定部材を一体として前記磁性樹脂材料中に埋設することにより完成品コイルを成形する成形ステップとを備えたことを特徴とするコイル製造方法。
【請求項２】
前記固定部材は、前記空芯コイルの軸方向一端側において前記空芯コイルおよび前記金型と接触する固定部と、前記固定部から前記空芯コイルの軸方向に突出し前記空芯コイルの空芯部に挿入される巻線挿入部とを備えた請求項１記載のコイル製造方法。
【請求項３】
前記完成品コイルは、前記磁性樹脂材料内における前記空芯コイルの位置に応じて磁気特性が変化し、
前記固定部材の形状は、前記完成品コイルが所定の磁気特性を得られる位置に前記空芯コイルが配置されるように決定される請求項１または２記載のコイル製造方法。
【請求項４】
前記固定部材の形状は、前記完成品コイルが最大磁気特性を得られる位置に前記空芯コイルが配置されるように決定される請求項３記載のコイル製造方法。
【請求項５】
前記成形ステップは、インジェクション成形を用いる請求項１〜４のいずれか一項記載のコイル製造方法。
【請求項６】
前記磁性樹脂材料は、熱可塑性樹脂と磁性粉末との混合物であり、
前記熱可塑性樹脂は、耐熱ナイロン、液晶ポリマー、ポリエチレンテレフタレートおよびポリカーボネートのうち少なくとも一の材料を含み、
前記磁性粉末は、鉄基アモルファス、純鉄、鉄系合金およびフェライトのうち少なくとも一の材料を含む請求項１〜５のいずれか一項記載のコイル製造方法。
【請求項７】
前記磁性樹脂材料は、鉄基アモルファス粉末と耐熱ナイロンとの混合物である請求項１〜６のいずれか一項記載のコイル製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、空芯コイルが磁性樹脂材料に埋設されたコイルの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、磁性体粉末と樹脂材料との混合物に空芯コイルが埋設されたコイルが知られている。例えば、特許文献１には、プラスチック成形法を用いて、樹脂と磁性体粉末を混練させた磁性体モールド樹脂でコイルを封止したモールドコイルの製造方法が開示されている。このモールドコイルの製造方法は、第１の型枠と第２の型枠とからなる金型に空芯コイルの引出線部分を挟むことにより、金型のキャビティにおいて空芯コイルを固定するものである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１０−１０５４４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上述したとおり、特許文献１のモールドコイルの製造方法は、空芯コイルの引出線部分を第１の型枠と第２の型枠とに挟むことにより空芯コイルを固定する。しかし、空芯コイルは引出線部分の固定により自重が支持される程度であるため、空芯コイルはキャビティ内に流入する磁性樹脂材料の圧力により、キャビティ内で３次元方向に移動する恐れがある。
【０００５】
空芯コイルが移動した場合、所望のコイル特性が得られなかったり、空芯コイルが磁性樹脂材料から露出してしまったりして、生産性を低下させてしまうという課題があった。
【０００６】
本発明はこのような事情を考慮してなされたもので、生産性に優れたコイル製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明に係るコイル製造方法は、上述した課題を解決するために、巻線と、前記巻線の両端部にそれぞれ接続された端子とを有する空芯コイルを準備するコイル準備ステップと、前記空芯コイルおよび金型と接触し、前記空芯コイルの前記金型内における位置を固定する固定部材を前記空芯コイルに取り付ける固定部材取付ステップと、前記空芯コイルを前記金型に固定するコイル固定ステップと、磁性樹脂材料を前記金型内に流入させ、前記空芯コイルおよび前記固定部材を一体として前記磁性樹脂材料中に埋設することにより完成品コイルを成形する成形ステップとを備えたことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
本発明に係るコイル製造方法においては、生産性よくコイルを製造することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本実施形態におけるコイル製造方法を説明するフローチャート。
【図２】（Ａ）は空芯コイルの外観構成図、（Ｂ）は空芯コイルの巻線の断面図。
【図３】端子が接続された空芯コイルの外観構成図。
【図４】（Ａ）は位置補正用コアの外観構成図、（Ｂ）は位置補正用コアの側面図、（Ｃ）は位置補正用コアの平面図。
【図５】位置補正用コアが空芯コイルに挿入される際の説明図。
【図６】空芯コイルが金型に固定される際の説明図。
【図７】キャビティ内に磁性樹脂材料が充填される際の説明図。
【図８】金型より取り出されたコイルの外観構成図。
【図９】（Ａ）は端子が折り曲げられる過程を説明する外観構成図、（Ｂ）は完成品としての完成品コイルの外観構成図。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
本発明に係るコイル製造方法の一実施形態を添付図面に基づいて説明する。
【００１１】
図１は、本実施形態におけるコイル製造方法を説明するフローチャートである。
【００１２】
コイル作製ステップＳ１において、空芯コイル１が作成される。図２（Ａ）は空芯コイル１の外観構成図、（Ｂ）は空芯コイル１の巻線２の断面図である。空芯コイル１は、断面円形状の巻線２がらせん状に巻回されて形成される。巻線２は、例えば絶縁層３および融着層４で被覆された自己融着性絶縁層を有する銅線である。
【００１３】
端子接続ステップＳ２において、巻線２の両端部５、５にそれぞれ端子６、６を接続する。図３は、端子６、６が接続された空芯コイル１の外観構成図である。端子６は、例えば錫メッキ処理が施された銅板である。端子６は、スポット溶接（抵抗溶接）、パルスヒート溶接（瞬間加熱溶接）、レーザ溶接、アーク溶接などの方法を用いて端部５、５に接続される。以下、巻線２に端子６が接続されたものを空芯コイル１という。
【００１４】
コア作製ステップＳ３において、後述する金型２０内における空芯コイル１の位置を補正（固定）するための位置補正用コア１１（固定部材）を作製する。図４（Ａ）は位置補正用コア１１の外観構成図、（Ｂ）は位置補正用コア１１の側面図、（Ｃ）は位置補正用コア１１の平面図である。位置補正用コア１１は、固定部１２と巻線挿入部１３とを有する。
【００１５】
固定部１２は、空芯コイル１の軸方向一端側において金型２０と接触する部材である。固定部１２の形状は、金型２０および空芯コイル１と接触することにより、金型２０内において空芯コイル１が移動しないよう固定できる形状であればよい。固定部１２は、３次元方向に空芯コイル１の移動を制限するのが好ましい。固定部１２は、図４に示すように平面視円形状をはじめとする、種々の形状で形成される。また、固定部１２の形状は、本実施形態におけるコイル製造方法を用いて製造される完成品としてのコイルの最終形状（金型形状）などに応じて、適宜選択される。
【００１６】
巻線挿入部１３は、固定部１２に対する直交方向であって空芯コイル１の軸方向に突出し、空芯コイル１の空芯部７に挿入される部材である。巻線挿入部１３は、固定部１２に対する空芯コイル１の相対位置を固定する。巻線挿入部１３は、巻線２の径に応じた寸法を有し、例えば空芯部７と面接触する図４に示す断面円形状や、点接触する断面多角形状で形成される。
【００１７】
位置補正用コア１１は、例えば後述する磁性樹脂材料２７と同材料を用いて、インジェクション成形、圧粉成形などの製法により製造される。また、位置補正用コア１１は、フェライトコアであってもよい。
【００１８】
コア取付ステップＳ４において、位置補正用コア１１は、空芯コイル１に取り付けられる。図５は、位置補正用コア１１が空芯コイル１に挿入される際の説明図である。位置補正用コア１１は、巻線挿入部１３が空芯部７に挿入されることにより、位置補正用コア１１に取り付けられる。
【００１９】
金型固定ステップＳ５において、空芯コイル１は、位置補正用コア１１と共に金型へ固定される。図６は、空芯コイル１が金型２０に固定される際の説明図である。金型２０は、上型２０ａと下型２０ｂとを有する。空芯コイル１は、下型２０ｂに設けられる凹部２０ｃ、２０ｃに端子６、６を配置し、その後上型２０ａにより端子６が挟み込まれることにより金型２０に固定される。このとき、位置補正用コア１１は、上型２０ａおよび空芯コイル１の軸方向一端８と接触するため、金型２０のキャビティ２１内における空芯コイル１の位置は固定される。
【００２０】
ここで、完成品としてのコイルにおいては、空芯コイル１の位置に応じて磁気特性が変化する。このため、金型２０内における空芯コイル１の配置位置や、空芯コイル１をキャビティ２１内に固定するための位置補正用コア１１の形状は、所望の磁気特性（最大磁気特性）が得られるにように決定されるのが好ましい。
【００２１】
インジェクション成形ステップＳ６において、キャビティ２１内に磁性樹脂材料２７が充填される。図７は、キャビティ２１内に磁性樹脂材料２７が充填される際の説明図である。成形方法には、インジェクション成形が用いられ、金型２０にプランジャ２２が設置される。プランジャ２２内の磁性樹脂材料２７は、ヒータ２３で加熱されノズル２４より射出される。磁性樹脂材料２７は、金型２０のランナ２５を通り、ゲート２６からキャビティ２１内に導かれる。
【００２２】
このとき、空芯コイル１には磁性樹脂材料２７が充填される際の圧力により、移動する可能性がある。しかし、空芯コイル１には位置補正用コア１１が取り付けられているため、キャビティ２１内における例えば３次元方向の移動が、この位置補正用コア１１により制限される。すなわち、位置補正用コア１１により金型２０と空芯コイル１との相対位置が固定されているため、空芯コイル１はキャビティ２１内において移動することがない。
【００２３】
ここで、磁性樹脂材料２７は、熱可塑性樹脂と磁性粉末との混合物である。熱可塑性樹脂は、耐熱ナイロン、液晶ポリマー、ポリエチレンテレフタレートおよびポリカーボネートのうち少なくとも一の材料を含む。磁性粉末は、鉄基アモルファス、純鉄、鉄系合金およびフェライトのうち少なくとも一の材料を含むものである。磁性粉末は、上述した材料を混合するものであってもよい。
【００２４】
例えば、磁性樹脂材料２７を鉄基アモルファス粉末と、耐熱ナイロンとの混合物とした場合、磁気特性や成形性、絶縁耐圧、防錆性などを考慮すると、金属磁性粉末の容積率は成形前、原料状態において約７２．５ｖｏｌ％であることが好ましい。
【００２５】
成形条件としては、例えば金型２０の温度は約１５０℃、磁性樹脂材料２７の温度は約３３０℃、射出圧力は０．５ＭＰａ、射出時間は４．０秒、磁性樹脂材料２７充填後の冷却時間は２．０秒を適用することができる。
【００２６】
取出しステップＳ７において、空芯コイル１、位置補正用コア１１が磁性樹脂材料２７に埋設され、一体成形されたコイル３０が金型２０より取り出される。図８は、金型２０より取り出されたコイル３０の外観構成図である。
【００２７】
端子曲げステップＳ８において、端子６、６が所定の形状に折り曲げられ、完成品としての完成品コイル３１の製造工程が完了する。図９（Ａ）は端子６、６が折り曲げられる過程を説明する外観構成図、（Ｂ）は完成品としての完成品コイル３１の外観構成図である。
【００２８】
本実施形態におけるコイル製造方法は、空芯コイル１を磁性樹脂材料２７中の所望の位置に配置することができるため、良好な磁気特性を有する完成品コイル３１を製造することができる。また、本実施形態におけるコイル製造方法は、磁性樹脂材料２７充填時における空芯コイル１に対する圧力の影響を排除できるため、空芯コイル１が完成品コイル３１表面から露出することがなく、生産性を高めることができる。
【００２９】
また、本実施形態におけるコイル製造方法は、例えば圧粉成形などの高い圧力を要しないインジェクション成形（低圧成形）を用いることにより、完成品コイル３１に生じる応力歪みを緩和し、コアロス（磁心損失）を低減することができる。
【００３０】
さらに、本実施形態におけるコイル製造方法は、磁性樹脂材料として鉄基アモルファス粉末などの磁性粉末と、耐熱ナイロンなどの熱可塑性樹脂との混合物を用いることにより、インジェクション成形を用いることができ、かつ防錆性、耐熱性、絶縁耐圧および経年変化が良好な完成品コイルを製造することができる。また、熱可塑性樹脂を用いることにより、材料のリサイクルが可能となる。
【００３１】
本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。
【符号の説明】
【００３２】
１  空芯コイル
２  巻線
６  端子
７  空芯部
１１  位置補正用コア
１２  固定部
１３  巻線挿入部
２０  金型
２０ａ  上型
２０ｂ  下型
２１  キャビティ
２７  磁性樹脂材料
３１  完成品コイル
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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